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脓毒症是宿主对感染反应失调,导致的危及生命的器官功能障碍。我国每年有超过300万人罹患脓毒症,其中有超过1/3的患者死于脓毒症。尽管针对脓毒症的预防和治疗措施在不断更新,但目前取得的效果并不理想。脓毒症所致的血管内皮屏障功能损伤是其引发多器官功能障碍的关键环节,也是脓毒症发生发展的重要病理生理基础。右美托咪定（dexmedetomidine,Dex）是高选择性α2肾上腺素受体激动剂,通过兴奋蓝斑核内的α2肾上腺素受体,产生剂量相关性的镇静作用。近年来研究发现,Dex对脓毒症器官功能保护具有一定的作用,可能与抑制氧化应激损伤,减轻机体炎症反应,抑制细胞凋亡等有关,但Dex是否对脓毒症血管内皮屏障功能具有保护作用及其保护机制目前尚不清楚。既往的研究报道Dex对器官功能的保护作用可能与调控线粒体功能密切相关。线粒体是具有多种重要生理功能细胞器,在细胞内处于分裂-融合的动态平衡,病理刺激下线粒体过度分裂,严重影响线粒体的正常功能,并进一步引起细胞功能障碍和结构改变。研究发现线粒体动力相关蛋白1（dynamin-relatedprotein 1,Drp1）和内质网-线粒体接触对线粒体分裂具有重要的调控作用。因此Dex能否通过影响Drp1和内质网-线粒体接触调控脓毒症血管内皮细胞线粒体分裂发挥对脓毒症血管内皮屏障功能的保护作用,目前尚不清楚。据此,本研究采用盲肠结扎穿孔术（cecalligation and puncture operation,CLP）和脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）刺激血管内皮细胞,分别从整体水平及离体水平研究Dex对脓毒症大鼠血管内皮屏障功能的保护作用及机制,具体内容包括三部分:（1）Dex对脓毒症大鼠血管内皮屏障功能及器官功能的保护作用;（2）Dex对脓毒症血管内皮细胞线粒体功能和形态的保护作用;（3）Dex调控脓毒症血管内皮细胞线粒体分裂的机制。主要实验方法:（1）CLP复制脓毒症大鼠模型;（2）Evans Blue测定肺血管通透性;（3）荧光白蛋白（fluorescein isothiocyanate-bovine srumalbumin,FITC-BSA）检测肠系膜微静脉通透性;（4）检测血管内皮细胞跨膜电阻率（trans electric resistance,TER）及FITC-BSA透过率;（5）免疫荧光检测血管内皮细胞闭锁小带蛋白1（zonula occludens-1,ZO-1）表达;（6）免疫荧光观察线粒体形态和线粒体动力相关蛋白转位。研究内容:第一部分右美托咪定对脓毒症大鼠血管内皮屏障功能及器官功能的保护作用1、分别从整体水平和分子水平观察右美托咪定对脓毒症大鼠肺静脉及肠系膜静脉血管通透性的影响和对血管相关调节蛋白,包括细胞紧密连接蛋白（ZO-1、Occludin）和黏附连接（VE-cadherin）的表达的影响;以及右美托咪定对LPS刺激的血管内皮细胞跨膜电阻TER和FITC-BSA透过率的影响和对ZO-1表达的影响。2、观察不同剂量（5μg/kg、10μg/kg、20μg/kg）右美托咪定对脓毒症大鼠器官功能,包括肝功能（谷氨酸氨基转移酶alanine aminotransferase,ALT、天门冬氨酸氨基转移酶aspartate aminotransferase,AST）、肾功能（血肌酐creatinine,Crea）及心肌损伤标志物（肌酸激酶同工酶creatine kinase Isoenzyme,CK-MB）和动脉血乳酸（lactic acid,Lac）水平的影响;同时应用激光散斑血流成像仪观察右美托咪定对脓毒症大鼠肝肾血流量的影响。3、观察不同剂量（5μg/kg、10μg/kg、20μg/kg）的右美托咪定对脓毒症大鼠24h存活率和存活时间的影响。第二部分右美托咪定对脓毒症血管内皮细胞线粒体功能和形态的保护作用1、分别从整体水平和细胞水平,观察右美托咪定对脓毒症大鼠心、肝、肾、肠线粒体氧消耗速率的影响,及对LPS刺激的血管内皮细胞活性氧（reactive oxygen species,ROS）、三磷酸腺苷（adenosine triphosphate,ATP）、线粒体膜电位的影响。2、分别从整体水平和细胞水平,利用透射电镜和激光共聚焦显微镜观察右美托咪定对脓毒症大鼠肺静脉和LPS刺激的血管内皮细胞的线粒体形态的影响。第三部分右美托咪定调控脓毒症血管内皮细胞线粒体分裂的机制1、观察右美托咪定对脓毒症大鼠血管内皮细胞线粒体动力相关蛋白1（dynamin-relatedprotein 1,Drp1）表达、磷酸化水平及Drp1线粒体转位的影响;同时,观察右美托咪定对细胞外信号调节激酶(extracellular-regulated protein kinase1/2,ERK1/2磷酸化水平的影响,明确右美托咪定是否通过调控ERK1/2调节Drp1的活性,并进而发挥对脓毒症大鼠血管内皮细胞线粒体分裂的调控作用。2、观察右美托咪定和α2受体抑制剂对脓毒症大鼠血管内皮细胞肌动蛋白F-actin重构和内质网-线粒体接触的影响,明确右美托咪定是否通过激动α2受体影响F-actin重构和内质网-线粒体接触进而发挥对脓毒症大鼠血管内皮细胞线粒体分裂的调控作用。主要研究结果:第一部分右美托咪定对脓毒症大鼠血管内皮屏障功能及器官功能的保护作用1、整体水平上,右美托咪定可以显著降低脓毒症大鼠肺血管和肠系膜微血管通透性,表现为肺组织伊文思蓝渗出减少,肺静脉和肠系膜微静脉FITC-BSA的透过率显著下降,血管相关调节蛋白（ZO-1、Occludin和VE-cadherin）的表达增加,透射电镜显示肺静脉内皮细胞紧密连接开放程度明显降低;细胞水平上,右美托咪定可明显提高脓毒症大鼠血管内皮细胞TER,减少FITC-BSA的透过率,显著增加ZO-1的表达。2、右美托咪定能够显著改善脓毒症大鼠肝肾功能,减轻心肌损伤,降低动脉血中乳酸含量,增加肝肾血流量。3、脓毒症大鼠存活率明显降低,存活时间明显缩短,10μg/kg和20μg/kg右美托咪定均可显著提高脓毒症大鼠存活率、延长存活时间,其中以10μg/kg效果最好。第二部分右美托咪定对脓毒症血管内皮细胞线粒体功能和形态的保护作用1、整体水平上,右美托咪定可明显改善脓毒症所致的肝、肾、心和肠组织的线粒体呼吸控制率下降;细胞水平上,右美托咪定能够明显改善脓毒症大鼠血管内皮细胞线粒体功能,表现为ROS的生成减少,ATP生成增加,线粒体膜电位增高,提示右美托咪定可以改善脓毒症大鼠血管内皮细胞线粒体功能。2、整体水平上,透射电镜显示脓毒症大鼠肺静脉线粒体分裂明显增加,形态由长条形变为短圆形,数量增多,且出现空泡、肿胀现象;细胞水平上,激光共聚焦显微镜显示LPS刺激后的血管内皮细胞线粒体形态发生明显的碎片化。右美托咪定可分别从整体水平和细胞水平使脓毒症大鼠肺静脉和LPS刺激后的血管内皮细胞线粒体分裂明显减少,线粒体碎片化程度明显降低,提示右美托咪定可以抑制脓毒症血管内皮细胞线粒体过度分裂。第三部分右美托咪定调控脓毒症血管内皮细胞线粒体分裂的机制1、LPS刺激后的血管内皮细胞在ERK1/2磷酸化水平明显增高的同时Drp1Ser616磷酸化水平明显增高、Ser637磷酸化水平明显降低、线粒体Drp1表达量明显增高、胞浆Drp1明显降低,Drp1与线粒体共定位显著增加,线粒体呈明显碎片化。右美托咪定可使血管内皮细胞ERK1/2磷酸化水平明显降低,同时Drp1Ser616磷酸化水平明显降低、Ser637磷酸化水平明显增高、线粒体Drp1表达量明显降低、胞浆Drp1明显增高。2、LPS刺激后血管内皮细胞F-actin重构明显增强,聚合形成束状应力纤维明显增多,线粒体预收缩位点明显增多,线粒体分裂增加,右美托咪定可使LPS刺激的血管内皮细胞F-actin重构明显减弱,聚合形成束状应力纤维明显减少,线粒体预收缩位点增少,线粒体分裂减少,α2受体阻断剂阿替美唑可明显减弱右美托咪定的上述作用。结论:1.右美托咪定对脓毒症大鼠血管内皮屏障功能具有明显的保护作用,可明显降低血管通透性,抑制血管渗漏,改善器官血流量,并进而发挥对脓毒症大鼠器官功能的保护作用,最终改善脓毒症大鼠的存活率和存活时间。2.脓毒症大鼠血管内皮细胞线粒体功能显著受损,线粒体分裂增加,线粒体呈明显碎片化,右美托咪定可以明显抑制脓毒症大鼠血管内皮细胞的线粒体分裂,并通过减少线粒体分裂,改善线粒体形态结构,进而保护线粒体功能。3.右美托咪定可能通过以下途径调控脓毒症大鼠血管内皮细胞线粒体分裂:（1）右美托咪定可能通过抑制ERK1/2磷酸化,抑制Drp1的活化与线粒体转位,进而抑制线粒体分裂;（2）右美托咪定可能通过激动α2受体抑制F-actin重构,进而抑制内质网-线粒体接触,减少线粒体预收缩,最终抑制线粒体分裂。